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JP7286373B2 - Target detection device, system, program and method - Google Patents
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Description

本開示は、FMCWレーダを利用して、移動物標を検知する技術に関する。 The present disclosure relates to technology for detecting moving targets using FMCW radar.

FMCWレーダを利用して、物標を検知する技術が、特許文献1等に開示されている。周波数掃引された送信信号と、物標から反射された受信信号と、の間のビート信号の周波数が低く/高く計測されるほど、物標距離が短く/長く計測される。 A technique for detecting a target using an FMCW radar is disclosed in Patent Document 1 and the like. As the frequency of the beat signal between the frequency-swept transmitted signal and the received signal reflected from the target is measured lower/higher, the target distance is measured shorter/longer.

特開平11-271429号公報JP-A-11-271429

特許文献1では、移動物標を検知するために、異なる送受信周期において、ビート信号を周波数変換し、物標距離のスペクトルを比較する。しかし、移動物標が存在するし、静止物標も存在するときには、物標距離のスペクトルにおいて、静止物標が移動物標に重畳するため、移動物標を静止物標と区別することが困難である。そして、移動物標が存在しないが、静止物標のみが存在するときでも、毎回の送受信周期において、ビート信号を周波数変換するため、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することが困難である。 In Patent Literature 1, in order to detect a moving target, beat signals are frequency-converted in different transmission and reception cycles, and target distance spectra are compared. However, when there is a moving target and a stationary target, it is difficult to distinguish the moving target from the stationary target because the stationary target overlaps the moving target in the target distance spectrum. is. Even when there are no moving targets but only stationary targets, the beat signal is frequency-converted in each transmission/reception cycle, making it difficult to reduce the computational load, storage capacity, and power consumption. .

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別し、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present disclosure aims to distinguish a moving target from a stationary target in detecting a moving target, thereby reducing computational load, storage capacity, and power consumption.

前記課題を解決するために、異なる送受信周期のビート信号間の差分信号を算出し、差分信号の強度に基づいて、移動物標の存否を検知することとした。あえて、異なる送受信周期のビート信号を周波数変換し、物標距離のスペクトルに基づいて、移動物標の存否を検知する必要はない。ここで、移動物標については、異なる送受信周期のビート信号が時間変化するため、差分信号の強度が有限値となる。しかし、静止物標については、異なる送受信周期のビート信号が時間変化しないため、差分信号の強度がほぼ0となる。 In order to solve the above problem, a difference signal between beat signals of different transmission and reception cycles is calculated, and the presence or absence of a moving target is detected based on the intensity of the difference signal. It is not necessary to frequency-convert beat signals with different transmission/reception cycles and detect the presence or absence of a moving target based on the spectrum of the target distance. Here, for a moving target, since the beat signals of different transmission and reception cycles change with time, the strength of the difference signal becomes a finite value. However, for a stationary target, the intensity of the difference signal is almost zero because the beat signals of different transmission and reception cycles do not change with time.

具体的には、本開示は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得部と、異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出部と、前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知部と、を備えることを特徴とする物標検知装置である。 Specifically, the present disclosure includes a beat signal acquisition unit that acquires a beat signal between transmission and reception signals of an FMCW radar, a difference signal calculation unit that calculates a difference signal between the beat signals of different transmission and reception cycles, and the difference signal is greater than or equal to a predetermined signal strength, detecting the presence of a moving target within the detection distance range, and detecting the presence of the moving target within the detection distance range when the strength of the differential signal is lower than the predetermined signal strength and a moving target detection unit that detects the absence of a moving target.

また、本開示は、以上に記載の物標検知装置と、前記FMCWレーダのレーダ送受信装置と、を備えることを特徴とする物標検知システムである。 Further, the present disclosure is a target detection system including the target detection device described above and the radar transmitting/receiving device of the FMCW radar.

また、本開示は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出ステップと、前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、を順にコンピュータに実行させるための物標検知プログラムである。 Further, the present disclosure includes a beat signal acquisition step of acquiring a beat signal between transmission and reception signals of an FMCW radar, a difference signal calculation step of calculating a difference signal between the beat signals of different transmission and reception cycles, and a difference signal strength When the intensity of the differential signal is equal to or greater than a predetermined signal intensity, the presence of the moving target is detected within the detection distance range, and when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity, the moving target is within the detection distance range. and a moving target detection step of detecting the absence of a target object detection program for causing a computer to sequentially execute a moving target object detection step.

また、本開示は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出ステップと、前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、を順に備えることを特徴とする物標検知方法である。 Further, the present disclosure includes a beat signal acquisition step of acquiring a beat signal between transmission and reception signals of an FMCW radar, a difference signal calculation step of calculating a difference signal between the beat signals of different transmission and reception cycles, and a difference signal strength When the intensity of the differential signal is equal to or greater than a predetermined signal intensity, the presence of the moving target is detected within the detection distance range, and when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity, the moving target is within the detection distance range. and a moving target detection step of detecting the absence of the target.

これらの構成によれば、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別し、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 According to these configurations, in detecting a moving target, it is possible to distinguish a moving target from a stationary target and reduce computational load, storage capacity, and power consumption.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期の前記ビート信号間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知することを特徴とする物標検知装置である。 Further, according to the present disclosure, the moving target detection unit rotates without moving within the detection distance range when the beat signals of the different transmission and reception cycles have the same beat frequency and different beat phases. Alternatively, it is a target detection device characterized by detecting the presence of a vibrating rotating/oscillating target.

物標距離が変化しない回転/振動物標についても、異なる送受信周期のビート信号が時間変化するため、差分信号の強度が有限値となる。よって、差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。しかし、この構成によれば、差分信号又はビート信号の周波数変換前に、異なる送受信周期のビート周波数が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 Even for a rotating/oscillating target whose target distance does not change, the intensity of the difference signal becomes a finite value because the beat signals of different transmission and reception cycles change with time. Therefore, rotating/oscillating targets cannot be distinguished from moving targets based solely on the strength of the difference signal. However, according to this configuration, before frequency conversion of the difference signal or the beat signal, it is possible to distinguish the rotation/vibration target from the moving target based on the fact that the beat frequencies of different transmission and reception cycles are the same.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在することを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号を周波数変換し、前記移動物標までの距離である移動物標距離を計測し、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号の周波数変換を中止し、前記移動物標距離の計測を中止することを特徴とする物標検知装置である。 Further, according to the present disclosure, when detecting that the moving target exists within the detection distance range, the moving target detection unit frequency-converts the difference signal or the beat signal to detect the moving target. When it is detected that the moving target does not exist within the detection distance range, the frequency conversion of the difference signal or the beat signal is stopped, and the moving object The target detection device is characterized in that the measurement of the target distance is stopped.

この構成によれば、移動物標を検知したときのみ、差分信号又はビート信号を周波数変換するため、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 According to this configuration, since the difference signal or the beat signal is frequency-converted only when the moving target is detected, the calculation load, storage capacity and power consumption can be reduced.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が同一であるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知し、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動する前記移動物標が存在することを検知することを特徴とする物標検知装置である。 Further, according to the present disclosure, the moving target detection unit rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the moving target distances in the different transmission/reception cycles are the same. Detecting the presence of a target, and detecting the presence of the moving target moving within the detection distance range when the moving target distances in the different transmission/reception cycles are different. It is a target detection device.

物標距離が変化しない回転/振動物標についても、異なる送受信周期のビート信号が時間変化するため、差分信号の強度が有限値となる。よって、差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。しかし、この構成によれば、差分信号又はビート信号の周波数変換後に、異なる送受信周期の移動物標距離が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 Even for a rotating/oscillating target whose target distance does not change, the intensity of the difference signal becomes a finite value because the beat signals of different transmission and reception cycles change with time. Therefore, rotating/oscillating targets cannot be distinguished from moving targets based solely on the strength of the difference signal. However, according to this configuration, after the frequency conversion of the difference signal or the beat signal, it is possible to distinguish the rotation/vibration target from the moving target on the basis that the moving target distances of different transmission/reception cycles are the same. .

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記差分信号又は前記ビート信号に対するサンプリング周波数及び変調周波数を調整し、前記移動物標距離に対する計測分解能及び計測範囲を調整することを特徴とする物標検知装置である。 Further, the present disclosure is characterized in that the moving target detection unit adjusts the sampling frequency and modulation frequency for the difference signal or the beat signal, and adjusts the measurement resolution and measurement range for the moving target distance. It is a target detection device.

この構成によれば、差分信号又はビート信号のサンプリング周波数を低周波数に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離及び遠距離で向上させることができる。そして、差分信号又はビート信号の変調周波数を低周波数/高周波数に設定することにより、つまり、計測範囲の下限を近距離/遠距離に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離/遠距離で向上させることができる。 According to this configuration, by setting the sampling frequency of the difference signal or beat signal to a low frequency, the measurement resolution is improved at short distances and long distances without increasing the order of frequency conversion of the difference signal or beat signal. can be made By setting the modulation frequency of the difference signal or beat signal to low/high frequency, that is, by setting the lower limit of the measurement range to short distance/long distance, the order of frequency conversion of the difference signal or beat signal Measurement resolution can be improved at near/far distances without increasing .

また、本開示は、前記移動物標検知部は、所定距離範囲内に含まれない前記移動物標距離を破棄し出力せず、前記所定距離範囲内に含まれる前記移動物標距離を採用し出力することを特徴とする物標検知装置である。 Further, in the present disclosure, the moving target detection unit discards and does not output the moving target distance that is not included within the predetermined distance range, and adopts the moving target distance that is included within the predetermined distance range. It is a target detection device characterized by outputting.

この構成によれば、近距離/遠距離のみを検知対象とするときに、又は、遠距離/近距離に雑音源があるときに、近距離/遠距離のみを採用し出力することができる。 According to this configuration, when only the short distance/long distance is to be detected, or when there is a noise source in the long distance/short distance, only the short distance/long distance can be adopted and output.

このように、本開示は、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別し、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 In this way, the present disclosure can distinguish moving targets from stationary targets and reduce computational load, storage capacity, and power consumption when detecting moving targets.

本開示の物標検知システムの構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a target object detection system of the present disclosure; FIG. 本開示の物標検知処理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the target object detection process of this indication. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target object detection process of this indication. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target object detection process of this indication. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target object detection process of this indication. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target object detection process of this indication. 本開示の移動物標検知部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the moving target detection part of this indication. 本開示の移動物標距離の出力を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the output of moving target distance of the present disclosure;

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of implementing the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.

本開示の物標検知システムの構成を図1に示す。物標検知システムSは、物標検知装置1及びFMCWレーダ送受信装置2から構成される。物標検知装置1は、ビート信号取得部11、差分信号算出部12及び移動物標検知部13から構成され、図2に示す物標検出プログラムをインストールされる。FMCWレーダ送受信装置2は、PLL回路21、発振器22、分配器23、増幅器24、ローパスフィルタ25、送信アンテナ26、受信アンテナ27、増幅器28、増幅器29、ミキサ回路30、キャリブレータ31I、31Q、A/D変換器32及び位相変調器33から構成される。 FIG. 1 shows the configuration of the target object detection system of the present disclosure. A target detection system S includes a target detection device 1 and an FMCW radar transmission/reception device 2 . The target detection device 1 comprises a beat signal acquisition section 11, a difference signal calculation section 12 and a moving target detection section 13, and is installed with the target detection program shown in FIG. The FMCW radar transmitting/receiving device 2 includes a PLL circuit 21, an oscillator 22, a divider 23, an amplifier 24, a low-pass filter 25, a transmitting antenna 26, a receiving antenna 27, an amplifier 28, an amplifier 29, a mixer circuit 30, calibrators 31I, 31Q, A/ It is composed of a D converter 32 and a phase modulator 33 .

PLL回路21は、物標検知装置1の制御信号により、発振器22を制御する。発振器22は、PLL回路21の制御信号により、周波数掃引された送信信号を生成する。分配器23は、増幅器24及び増幅器29に対して、周波数掃引された送信信号を分配する。増幅器24は、周波数掃引された送信信号を増幅する。ローパスフィルタ25は、周波数掃引された送信信号から、必要な低周波数成分のみを通過させ、不要な高周波数成分を除去する。送信アンテナ26は、周波数掃引された送信信号を照射する。 The PLL circuit 21 controls the oscillator 22 according to the control signal from the target detection device 1 . The oscillator 22 generates a frequency-swept transmission signal according to the control signal of the PLL circuit 21 . The distributor 23 distributes the frequency-swept transmission signal to the amplifiers 24 and 29 . Amplifier 24 amplifies the frequency-swept transmission signal. The low-pass filter 25 passes only necessary low-frequency components and removes unnecessary high-frequency components from the frequency-swept transmission signal. A transmission antenna 26 emits a frequency-swept transmission signal.

受信アンテナ27は、物標Tから反射された反射信号を受信する。増幅器28は、物標Tから反射された反射信号を増幅する。増幅器29は、周波数掃引された送信信号を増幅する。ミキサ回路30は、周波数掃引された送信信号LOと、物標Tから反射された反射信号RFと、の間のビート信号のI、Q成分IF I、IF Qを出力する。キャリブレータ31I、31Qは、物標検知装置1の制御信号DC CALにより、ビート信号のI、Q成分IF I、IF Qから直流近傍の周波数成分を除去し、ビート信号のI、Q成分CAL I、CAL Qをダイナミックレンジ内に収める。A/D変換器32は、ビート信号のI、Q成分CAL I、CAL QをA/D変換し、ビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qを出力する。位相変調器33は、物標検知装置1の制御信号DC CALにより、周波数掃引された送信信号及び物標Tから反射された反射信号の位相を変調し、ビート信号のI、Q成分IF I、IF Qから直流近傍の周波数成分を除去し、ビート信号のI、Q成分CAL I、CAL Qをダイナミックレンジ内に収める。 The receiving antenna 27 receives a reflected signal reflected from the target T. Amplifier 28 amplifies the reflected signal reflected from target T. FIG. Amplifier 29 amplifies the frequency-swept transmission signal. A mixer circuit 30 outputs I and Q components IF I and IF Q of the beat signal between the frequency-swept transmitted signal LO and the reflected signal RF reflected from the target T. FIG. The calibrators 31I and 31Q remove frequency components near DC from the I and Q components IF I and IF Q of the beat signal in accordance with the control signal DC CAL of the target detection device 1, and obtain the I and Q components CAL I and IF Q of the beat signal. Keep CAL Q within the dynamic range. The A/D converter 32 A/D-converts the I and Q components CAL I and CAL Q of the beat signal and outputs the I and Q components A/D I and A/D Q of the beat signal. The phase modulator 33 modulates the phases of the frequency-swept transmission signal and the reflection signal reflected from the target T according to the control signal DC CAL of the target detection device 1, and converts the beat signal I and Q components IF I, A frequency component in the vicinity of DC is removed from the IFQ, and the I and Q components CAL I and CAL Q of the beat signal are kept within the dynamic range.

本開示の物標検知処理の手順を図2に示す。本開示の物標検知処理の具体例を図3から図6までに示す。ビート信号取得部11は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qを取得する(ステップS1)。 FIG. 2 shows the procedure of target object detection processing according to the present disclosure. A specific example of the target detection process of the present disclosure is shown in FIGS. 3 to 6. FIG. The beat signal acquisition unit 11 acquires the I and Q components A/D I and A/D Q of the beat signal between the transmission and reception signals of the FMCW radar (step S1).

差分信号算出部12は、異なる送受信周期のビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Q間の差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qを算出する(ステップS2)。なお、ステップS3については、図7を用いて後述する。次に、ステップS4からステップS11までについて、図3から図6までを用いて説明する。 The difference signal calculator 12 calculates the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal between the I and Q components A/D I and A/D Q of beat signals of different transmission and reception cycles (step S2). Note that step S3 will be described later with reference to FIG. Next, steps S4 to S11 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

図3では、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qの強度が所定信号強度以上であるときに(ステップS4においてYES)、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知する(ステップS5)。そして、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Q又はビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qの周波数変換を実行し、移動物標距離の計測を実行する(ステップS6)。 In FIG. 3, when the intensity of the I, Q components SUB I, SUB Q of the difference signal is equal to or greater than the predetermined signal intensity (YES in step S4), the moving target detection unit 13 detects the moving target within the detection distance range. exists (step S5). Then, the moving target detection unit 13 performs frequency conversion on the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal or the I and Q components A/D I and A/D Q of the beat signal to determine the moving target distance. is measured (step S6).

一方で、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qの強度が所定信号強度より低いときに(ステップS4においてNO)、検知距離範囲内に移動物標が存在しないことを検知する(ステップS7)。そして、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Q又はビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qの周波数変換を中止し、移動物標距離の計測を中止する(ステップS8)。なお、ステップS8が実行された後は、ステップS9からステップS14までは実行されない。 On the other hand, when the intensity of the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity (NO in step S4), the moving target detection unit 13 detects that a moving target exists within the detection distance range. It detects that it does not (step S7). Then, the moving target detection unit 13 stops the frequency conversion of the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal or the I and Q components A/D I and A/D Q of the beat signal, and determines the distance of the moving target. is stopped (step S8). After step S8 is executed, steps S9 to S14 are not executed.

具体的には、ビート信号取得部11は、第1、2送受信周期のそれぞれについて、受信開始時刻tR1、tR2から送信終了時刻tT1、tT2までのビート信号を取得する。ここで、移動物標については、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化する。一方で、静止物標については、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化しない。 Specifically, the beat signal acquisition unit 11 acquires beat signals from reception start times t R1 and t R2 to transmission end times t T1 and t T2 for each of the first and second transmission/reception cycles. Here, for a moving target, the beat signals in the first and second transmission/reception cycles change with time. On the other hand, for stationary targets, the beat signals in the first and second transmission/reception cycles do not change with time.

図3の中下段では、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のそれぞれのビート信号について、受信開始時刻tR1、tR2に対応する時刻を0とし、送信終了時刻tT1、tT2に対応する時刻をtとする。そして、差分信号算出部12は、以上のように受信開始時刻tR1、tR2に対応する時間原点を同一にしたうえで、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号を算出する。 3, the difference signal calculator 12 sets the times corresponding to the reception start times t R1 and t R2 to 0 and the transmission end times t T1 and t for the beat signals of the first and second transmission/reception cycles. Let tB be the time corresponding to T2 . Then, the difference signal calculator 12 sets the time origins corresponding to the reception start times t R1 and t R2 to be the same as described above, and then calculates the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles.

図3の中段では、検知距離範囲内に移動物標が存在している。ここで、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化している。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号において、移動物標距離に対応する周波数成分を維持している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上であり、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の周波数変換を実行し、移動物標距離dM1の計測を実行することができる。 In the middle part of FIG. 3, a moving target exists within the detection distance range. Here, the beat signals in the first and second transmission/reception cycles change with time. Then, the difference signal calculator 12 maintains the frequency component corresponding to the moving target distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles. Therefore, the moving target detection unit 13 can detect that the moving target exists within the detection distance range because the strength of the differential signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles is equal to or greater than the predetermined signal strength. can. Then, the moving target detection unit 13 can perform frequency conversion of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles, and measure the moving target distance dM1 .

図3の中段のように、移動物標速度が低速度であるときは、第1、2送受信周期の移動物標距離はほぼ等しく、第1、2送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離されない。変形例として、移動物標速度が高速度であるときは、第1、2送受信周期の移動物標距離は大きく異なり、第1、2送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離される。 As shown in the middle of FIG. 3, when the moving target speed is low, the moving target distances in the first and second transmission/reception cycles are almost equal, and the peak distances of the distance spectra in the first and second transmission/reception cycles are not separated. . As a modification, when the moving target speed is high, the moving target distances in the first and second transmission/reception cycles are significantly different, and the peak distances of the distance spectra in the first and second transmission/reception cycles are separated.

図3の下段では、検知距離範囲内に静止物標のみが存在している。ここで、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化していない。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号において、静止物標距離に対応する周波数成分を除去している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度より低く、検知距離範囲内に移動物標が存在しないことを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の周波数変換を中止し、静止物標距離dの計測を中止することができる。 In the lower part of FIG. 3, only stationary targets exist within the detection distance range. Here, the beat signals in the first and second transmission/reception cycles do not change with time. Then, the difference signal calculator 12 removes the frequency component corresponding to the stationary target distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles. Therefore, the moving target detection unit 13 can detect that the strength of the differential signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles is lower than the predetermined signal strength and that no moving target exists within the detection distance range. . Then, the moving target detection unit 13 can stop the frequency conversion of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles, and stop the measurement of the stationary target distance dS .

このように、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別することができる。そして、移動物標を検知したときのみ、差分信号又はビート信号を周波数変換するため、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 In this way, when detecting a moving target, it is possible to distinguish the moving target from the stationary target. Since the difference signal or the beat signal is frequency-converted only when a moving target is detected, the calculation load, storage capacity and power consumption can be reduced.

図4では、移動物標検知部13は、異なる送受信周期での移動物標距離が異なるときに(ステップS9においてNO)、検知距離範囲内に移動する移動物標が存在することを検知する(ステップS10)。ここで、移動物標として、人間又は車両等が挙げられる。 In FIG. 4, the moving target detection unit 13 detects that there is a moving target within the detection distance range when the moving target distances in different transmission/reception cycles are different (NO in step S9). step S10). Here, the moving target includes a person, a vehicle, or the like.

図5では、移動物標検知部13は、異なる送受信周期での移動物標距離が同一であるときに(ステップS9においてYES)、検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する(ステップS11)。ここで、回転/振動物標として、樹木、ポール、換気扇又は壁等が挙げられる。なお、ステップS11が実行された後は、ステップS12からステップS14までは実行されない。 In FIG. 5, the moving target detection unit 13 rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the moving target distances in different transmission/reception cycles are the same (YES in step S9). The existence of a vibrating target is detected (step S11). Here, the rotation/vibration targets include trees, poles, ventilation fans, walls, and the like. After step S11 is executed, steps S12 to S14 are not executed.

具体的には、ビート信号取得部11は、第1、2、3送受信周期のそれぞれについて、受信開始時刻tR1、tR2、tR3から送信終了時刻tT1、tT2、tT3までのビート信号を取得する。ここで、回転/振動物標については、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化する。一方で、移動物標についても、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化する。 Specifically, the beat signal acquisition unit 11 obtains beat signals from reception start times t R1 , t R2 , and t R3 to transmission end times t T1 , t T2 , and t T3 for each of the first, second, and third transmission/reception cycles. Get the signal. Here, for the rotating/oscillating target, the beat signals of the first, second, and third transmission/reception cycles change with time. On the other hand, the beat signals of the first, second, and third transmission/reception cycles also change with time for the moving target.

このように、物標距離が変化しない回転/振動物標についても、第1、2、3送受信周期のビート信号が時間変化するため、第1、2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が有限値となる。よって、第1、2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。 As described above, even for a rotating/oscillating target whose target distance does not change, the beat signals in the first, second and third transmission/reception cycles change with time. has a finite value. Therefore, a rotating/oscillating target cannot be distinguished from a moving target based only on the intensity of the difference signal between the beat signals of the first, second, and third transmission/reception cycles.

図4及び図5の中下段では、差分信号算出部12は、第1、2、3送受信周期のそれぞれのビート信号について、受信開始時刻tR1、tR2、tR3に対応する時刻を0とし、送信終了時刻tT1、tT2、tT3に対応する時刻をtとする。そして、差分信号算出部12は、以上のように受信開始時刻tR1、tR2、tR3に対応する時間原点を同一にしたうえで、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号を算出する。 4 and 5, the difference signal calculator 12 sets the times corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , and t R3 to 0 for the beat signals of the first, second, and third transmission/reception cycles. , transmission end times t T1 , t T2 , and t T3 are assumed to be t B . Then, the difference signal calculator 12 makes the time origins corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , and t R3 the same as described above, and calculates the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles and A difference signal between the beat signals of the second and third transmission/reception cycles is calculated.

図4の中下段では、検知距離範囲内に移動物標が存在している。ここで、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化している。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号において、移動物標距離に対応する周波数成分を維持している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上であり、検知距離範囲内に移動物標が存在すること又は回転/振動物標が存在することを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期での移動物標距離dM1と、第2、3送受信周期での移動物標距離dM2と、が異なり、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在するのではなく移動物標が存在することを検知することができる。 In the lower middle part of FIG. 4, a moving target exists within the detection distance range. Here, the beat signals of the 1st, 2nd and 3rd transmission/reception cycles change with time. Then, the difference signal calculator 12 maintains the frequency component corresponding to the moving target distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles and the difference signal between the beat signals of the second and third transmission/reception cycles. ing. Therefore, the moving target detection unit 13 detects that the strength of the difference signal between the beat signals in the first and second transmission/reception cycles and the strength of the difference signal between the beat signals in the second and third transmission/reception cycles are equal to or greater than the predetermined signal strength, and the detection is performed. The presence of a moving target or the presence of a rotating/oscillating target within the range of distance can be detected. The moving target detection unit 13 detects that the moving target distance dM1 in the first and second transmission/reception cycles is different from the moving target distance dM2 in the second and third transmission/reception cycles, and is within the detection distance range. It is possible to detect the presence of moving targets rather than the presence of rotating/oscillating targets.

図4の中下段のように、移動物標速度が低速度であるときは、隣接する送受信周期の移動物標距離はほぼ等しく、隣接する送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離されないが、若干離れた送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離される。変形例として、移動物標速度が高速度であるときは、隣接する送受信周期の移動物標距離は大きく異なり、隣接する送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離されるため、若干離れた送受信周期の距離スペクトルのピーク距離を検知する必要はない。 As shown in the middle and lower part of FIG. 4, when the moving target speed is low, the moving target distances of adjacent transmission/reception cycles are almost equal, and the peak distances of the distance spectra of adjacent transmission/reception cycles are not separated, but slightly The peak distances of the distance spectrum for separate transmit and receive cycles are isolated. As a modification, when the moving target speed is high, the moving target distances in adjacent transmission/reception cycles differ greatly, and the peak distances of the distance spectrums in adjacent transmission/reception cycles are separated, so the transmission/reception cycles are slightly separated. There is no need to detect the peak distance of the distance spectrum of .

図5の中下段では、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在している。ここで、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化している。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号において、回転/振動物標距離に対応する周波数成分を維持している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上であり、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在すること又は移動物標が存在することを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期での移動物標距離dと、第2、3送受信周期での移動物標距離dと、が同一であり、検知距離範囲内に移動物標が存在するのではなく回転/振動物標が存在することを検知することができる。 In the lower middle part of FIG. 5, a rotation/vibration target exists within the detection distance range. Here, the beat signals of the 1st, 2nd and 3rd transmission/reception cycles change with time. Then, the difference signal calculator 12 calculates the frequency component corresponding to the rotation/vibration target distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission/reception cycles and the difference signal between the beat signals of the second and third transmission/reception cycles. maintain. Therefore, the moving target detection unit 13 detects that the strength of the difference signal between the beat signals in the first and second transmission/reception cycles and the strength of the difference signal between the beat signals in the second and third transmission/reception cycles are equal to or greater than the predetermined signal strength, and the detection is performed. The presence of rotating/oscillating targets or the presence of moving targets within the distance range can be detected. The moving target detection unit 13 detects that the moving target distance d R in the first and second transmission/reception cycles is the same as the moving target distance d R in the second and third transmission/reception cycles, and the detection distance range It is possible to detect the presence of rotating/oscillating targets rather than the presence of moving targets within.

このように、差分信号又はビート信号の周波数変換後に、異なる送受信周期の移動物標距離が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 In this way, after frequency conversion of the difference signal or beat signal, the rotational/oscillating target can be distinguished from the moving target based on the fact that the moving target distances in different transmission/reception cycles are the same.

図3から図5まででは、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5では、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の差分信号の周波数変換を実行し、移動物標距離の計測を実行する。変形例として、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5に応じて、第3も含む。)送受信周期のビート信号の各々の周波数変換を実行し、移動物標距離の計測を実行してもよい。図3から図5まででは、移動物標検知部13は、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。変形例では、移動物標検知部13は、移動物標距離が遠距離及び近距離のいずれの方向に時間変化したかを区別することができる。 3 to 5, the moving target detection unit 13 performs frequency conversion of the difference signal between the beat signals of the first and second (including the third in FIGS. 4 and 5) transmission and reception cycles, Execute the measurement of the moving target distance. As a modification, the moving target detection unit 13 performs frequency conversion on each of the beat signals of the first and second (including the third depending on FIGS. 4 and 5) transmission/reception cycle, and calculates the moving target distance. measurement may be performed. 3 to 5, the moving target detection unit 13 can reduce calculation load, storage capacity and power consumption. In the modified example, the moving target detection unit 13 can distinguish in which direction the moving target distance changes over time, long distance or short distance.

図3から図5まででは、差分信号算出部12は、第1、2(図4及び図5では、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の差分信号を算出し、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5では、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上である/所定信号強度より低いときに、検知距離範囲内に移動物標が存在する/存在しないことを検知する。変形例として、差分信号算出部12は、第1、2(図4及び図5に応じて、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の除算信号を算出し、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5に応じて、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の除算信号の強度が時間変化する/時間変化しないときに、検知距離範囲内に移動物標が存在する/存在しないことを検知してもよい。 3 to 5, the difference signal calculator 12 calculates the difference signal between the beat signals of the first and second (including the third in FIGS. 4 and 5) transmission/reception cycles, and detects the moving target. The unit 13 detects when the strength of the difference signal between the beat signals of the first and second (including the third in FIGS. 4 and 5) is equal to or higher than a predetermined signal strength/lower than a predetermined signal strength. To detect the presence/absence of a moving target within a distance range. As a modification, the difference signal calculator 12 calculates a division signal between the beat signals of the first and second (including the third according to FIGS. 4 and 5) transmission/reception cycles, and the moving target detector 13 moves within the sensing distance range when the strength of the division signal between the beat signals of the first and second (and depending on FIGS. 4 and 5, also includes the third) time-varying/not time-varying signals of the transmission and reception cycles Presence/absence of a target may be detected.

図6では、移動物標検知部13は、異なる送受信周期のビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Q間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する。ここで、回転/振動物標として、樹木、ポール、換気扇又は壁等が挙げられる。なお、図6が実行された後は、ステップS12からステップS14までは実行されない。 In FIG. 6, the moving target detection unit 13 detects the detection distance when the beat frequency is the same and the beat phase is different between the I and Q components A/D I and A/D Q of the beat signals of different transmission and reception cycles. Detect the presence of rotating/oscillating targets that rotate or oscillate without moving within range. Here, the rotation/vibration targets include trees, poles, ventilation fans, walls, and the like. Note that steps S12 to S14 are not executed after FIG. 6 is executed.

具体的には、ビート信号取得部11は、第1、2、3、4送受信周期のそれぞれについて受信開始時刻tR1、tR2、tR3、tR4から送信終了時刻tT1、tT2、tT3、tT4までのビート信号を取得する。ここで、回転/振動物標については、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は、時間変化しないが、第1、2、3、4送受信周期のビート位相は、時間変化する。一方で、移動物標については、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は、時間変化するし、第1、2、3、4送受信周期のビート位相も、時間変化する。 Specifically, the beat signal acquisition unit 11 calculates from the reception start times t R1 , t R2 , t R3 , t R4 to the transmission end times t T1 , t T2 , t for each of the first, second, third, and fourth transmission/reception cycles. Acquire the beat signal from T3 , t to T4 . Here, for the rotating/oscillating target, the beat frequencies in the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles do not change over time, but the beat phases in the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles change over time. On the other hand, for a moving target, the beat frequencies of the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles change with time, and the beat phases of the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles also change with time.

このように、物標距離が変化しない回転/振動物標についても、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は時間変化しないが、第1、2、3、4送受信周期のビート信号は時間変化するため、第1、2、3、4送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が有限値となる。よって、第1、2、3、4送受信周期のビート信号間の差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。 As described above, even for a rotating/oscillating target whose target distance does not change, the beat frequencies of the first, second, third and fourth transmission/reception cycles do not change over time, but the beat signals of the first, second, third and fourth transmission/reception cycles changes with time, the intensity of the difference signal between the beat signals in the first, second, third and fourth transmission/reception cycles becomes a finite value. Therefore, a rotating/oscillating target cannot be distinguished from a moving target based only on the intensity of the difference signal between the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission/reception cycles.

図6の下段では、差分信号算出部12は、第1、2、3、4送受信周期のビート信号のそれぞれについて、受信開始時刻tR1、tR2、tR3、tR4に対応する時刻を0とし、送信終了時刻tT1、tT2、tT3、tT4に対応する時刻をtとする。ただし、差分信号算出部12は、受信開始時刻tR1、tR2、tR3、tR4に対応する時間原点を同一にしたうえで、第1、2、3、4送受信周期のビート信号間の差分信号を算出するわけではない。 In the lower part of FIG. 6 , the difference signal calculator 12 sets the times corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , t R3 , and t R4 to 0 for each of the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission/reception cycles. and tB is the time corresponding to the transmission end times tT1 , tT2 , tT3 , tT4 . However, the difference signal calculator 12 sets the time origin corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , t R3 , and t R4 to be the same, and calculates A difference signal is not calculated.

図6の下段では、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在している。ここで、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は、時間変化していないが、第1、2、3、4送受信周期のビート位相は、時間変化している。すると、移動物標検知部13は、第1、2、3、4送受信周期のビート信号において、ある時刻でのI、Q成分が黒丸印のように時間変化していることを検知する。よって、移動物標検知部13は、検知距離範囲内に移動物標が存在するのではなく回転/振動物標が存在することを検知することができる。さらに、移動物標検知部13は、異なる送受信周期のビート信号において、ある時刻でのI、Q成分の時間変化に基づいて、回転/振動物標の回転/振動速度を計測することができる。 In the lower part of FIG. 6, a rotation/vibration target exists within the detection distance range. Here, the beat frequencies in the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles do not change over time, but the beat phases in the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles change over time. Then, the moving target detection unit 13 detects that the I and Q components at a certain time in the beat signals of the 1st, 2nd, 3rd and 4th transmission/reception cycles change with time as indicated by black circles. Therefore, the moving target detection unit 13 can detect that a rotating/oscillating target exists within the detection distance range instead of a moving target. Furthermore, the moving target detection unit 13 can measure the rotation/vibration speed of the rotation/vibration target based on the temporal change of the I and Q components at a certain time in the beat signals of different transmission/reception cycles.

このように、差分信号又はビート信号の周波数変換前に、異なる送受信周期のビート周波数が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 In this way, rotating/oscillating targets can be distinguished from moving targets based on the fact that the beat frequencies of different transmission and reception cycles are the same before the frequency conversion of the difference signal or the beat signal.

本開示の移動物標検知部の構成を図7に示す。移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Q(図7に図示。)又はビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Q(図7に不図示。)に対するサンプリング周波数及び変調周波数を調整し、移動物標距離に対する計測分解能及び計測範囲を調整する(ステップS3)。 FIG. 7 shows the configuration of the moving target detection unit of the present disclosure. The moving target detection unit 13 detects I and Q components SUB I and SUB Q (shown in FIG. 7) of the difference signal or I and Q components A/D I and A/D Q (not shown in FIG. 7) of the beat signal. .) are adjusted, and the measurement resolution and measurement range are adjusted for the moving target distance (step S3).

具体的には、移動物標検知部13は、ミキサ回路131I、131Q、ローパスフィルタ132I、132Q、デシメータ/インタポレータ133I、133Q及び周波数変換器134から構成される。ミキサ回路131I、131Qは、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qを所望の変調周波数で変調する。ローパスフィルタ132I、132Qは、差分信号のI、Q成分MOD I、MOD Qから、必要な低周波数成分のみを通過させる。デシメータ/インタポレータ133I、133Qは、差分信号のI、Q成分LPF I、LPF Qを所望のサンプリング周波数でサンプリングする。周波数変換器134は、差分信号のI、Q成分SAM I、SAM Qを周波数変換する。 Specifically, the moving target detection unit 13 includes mixer circuits 131I and 131Q, low-pass filters 132I and 132Q, decimators/interpolators 133I and 133Q, and a frequency converter . Mixer circuits 131I and 131Q modulate the I and Q components SUB I and SUB Q of the differential signal at a desired modulation frequency. The low-pass filters 132I, 132Q pass only the necessary low frequency components from the I and Q components MOD I, MOD Q of the difference signal. Decimators/interpolators 133I, 133Q sample the I, Q components LPF I, LPF Q of the difference signal at a desired sampling frequency. A frequency converter 134 frequency-converts the I and Q components SAM I and SAM Q of the differential signal.

ここで、周波数計測分解能は、F/FFTである(Fはサンプリング周波数、FFTは周波数変換の次数。)。よって、距離計測分解能は、((F/FFT)×S×c)/(2×F)である(Sは掃引時間幅、cは光速、Fは掃引周波数幅。)。そして、最長計測距離は、((F/2)×S×c)/(2×F)である。 Here, the frequency measurement resolution is F S /FFT (F S is the sampling frequency and FFT is the order of frequency conversion). Therefore, the distance measurement resolution is ((F S /FFT) x S T x c 0 )/(2 x F W ) (S T is the sweep time width, c 0 is the speed of light, and FW is the sweep frequency width. ). The longest measured distance is ((F S /2)*S T *c 0 )/(2*F W ).

よって、計測範囲を近距離に限定するならば、最長計測距離の数式中のサンプリング周波数Fを小さくすればよく、距離計測分解能を向上させることができる。しかし、計測範囲を遠距離に拡張するならば、最長計測距離の数式中のサンプリング周波数Fを大きくすればよいが、距離計測分解能を向上させることができない。そこで、計測範囲を遠距離に拡張するときに、距離計測分解能を向上させるために、計測範囲の下限を0から有限値へと変更したうえで、(計測範囲の下限からの)最長計測距離の数式中のサンプリング周波数Fを大きくし過ぎなければよい。そして、計測範囲の下限を0から有限値へと変更するために、ミキサ回路131I、131Qは、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qを所望の変調周波数で変調し、ローパスフィルタ132I、132Qは、差分信号のI、Q成分MOD I、MOD Qから、必要な低周波数成分のみを通過させる。 Therefore, if the measurement range is limited to a short distance, the sampling frequency FS in the formula for the maximum measurement distance should be reduced, and the distance measurement resolution can be improved. However, if the measurement range is extended to a long distance, the sampling frequency FS in the formula for the maximum measurement distance can be increased, but the distance measurement resolution cannot be improved. Therefore, when extending the measurement range to a long distance, in order to improve the distance measurement resolution, after changing the lower limit of the measurement range from 0 to a finite value, the maximum measurement distance (from the lower limit of the measurement range) The sampling frequency F S in the formula should not be too large. Then, in order to change the lower limit of the measurement range from 0 to a finite value, the mixer circuits 131I and 131Q modulate the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal with desired modulation frequencies, 132Q passes only the necessary low frequency components from the I and Q components MOD I, MOD Q of the differential signal.

このように、差分信号又はビート信号のサンプリング周波数を低周波数に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離及び遠距離で向上させることができる。そして、差分信号又はビート信号の変調周波数を低周波数/高周波数に設定することにより、つまり、計測範囲の下限を近距離/遠距離に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離/遠距離で向上させることができる。 By setting the sampling frequency of the difference signal or beat signal to a low frequency in this way, the measurement resolution can be improved at short and long distances without increasing the order of frequency conversion of the difference signal or beat signal. can be done. By setting the modulation frequency of the difference signal or beat signal to low/high frequency, that is, by setting the lower limit of the measurement range to short distance/long distance, the order of frequency conversion of the difference signal or beat signal Measurement resolution can be improved at near/far distances without increasing .

本開示の移動物標距離の出力を図8に示す。移動物標検知部13は、所定距離範囲内に含まれない移動物標距離を破棄し出力しない(ステップS12においてNO及びステップS13)。一方で、移動物標検知部13は、所定距離範囲内に含まれる移動物標距離を採用し出力する(ステップS12においてYES及びステップS14)。 The moving target distance output of the present disclosure is shown in FIG. The moving target detection unit 13 discards and does not output moving target distances that are not within the predetermined distance range (NO in step S12 and step S13). On the other hand, the moving target detection unit 13 adopts and outputs the moving target distance included in the predetermined distance range (YES in step S12 and step S14).

図8の左欄では、近距離のみを検知対象(人間又は車両等。)とするとき、又は、遠距離に雑音源(樹木、ポール、換気扇又は壁等)があるときを示す。ここで、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより短距離の所定距離範囲内に含まれない移動物標距離dM2を破棄し出力しない。一方で、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより短距離の所定距離範囲内に含まれる移動物標距離dM1を採用し出力する。 The left column of FIG. 8 shows the case where only a short distance is to be detected (a person, a vehicle, etc.), or the case where there is a noise source (tree, pole, ventilation fan, wall, etc.) at a long distance. Here, the moving target detection unit 13 discards and does not output the moving target distance dM2 that is not included in the predetermined distance range that is shorter than the target distance threshold dTh . On the other hand, the moving target detection unit 13 adopts and outputs a moving target distance dM1 included within a predetermined distance range shorter than the target distance threshold dTh .

図8の右欄では、遠距離のみを検知対象(人間又は車両等。)とするとき、又は、近距離に雑音源(樹木、ポール、換気扇又は壁等)があるときを示す。ここで、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより遠距離の所定距離範囲内に含まれない移動物標距離dM1を破棄し出力しない。一方で、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより遠距離の所定距離範囲内に含まれる移動物標距離dM2を採用し出力する。 The right column of FIG. 8 shows cases where only long-distance detection targets (humans, vehicles, etc.) are detected, or where there are noise sources (trees, poles, ventilation fans, walls, etc.) in short distances. Here, the moving target detection unit 13 discards and does not output the moving target distance dM1 that is not included in the predetermined distance range longer than the target distance threshold dTh . On the other hand, the moving target detection unit 13 adopts and outputs a moving target distance dM2 included within a predetermined distance range longer than the target distance threshold dTh .

このように、近距離/遠距離のみを検知対象とするときに、又は、遠距離/近距離に雑音源があるときに、近距離/遠距離のみを採用し出力することができる。 In this way, only short/long distances can be adopted and output when only short/long distances are to be detected, or when there is a noise source at long/short distances.

例えば、エレベータ内外の換気扇の回転又は壁の振動を、エレベータ内外の人間の移動と区別することにより、エレベータの自動扉の誤開閉を防止することができる。或いは、非常階段内の換気扇の回転又は壁の振動を、非常階段内の人間の移動と区別することにより、非常階段の自動照明の誤点灯を防止することができる。 For example, by distinguishing the rotation of the ventilation fan inside and outside the elevator or the vibration of the wall from the movement of people inside and outside the elevator, it is possible to prevent erroneous opening and closing of the automatic door of the elevator. Alternatively, by distinguishing the rotation of the ventilation fan or the vibration of the wall inside the emergency staircase from the movement of a person inside the emergency staircase, it is possible to prevent erroneous lighting of the automatic lighting of the emergency staircase.

本開示の物標検知装置、システム、プログラム及び方法は、エレベータ内外の移動する人間又は非常階段内の移動する人間等を検知する用途において、適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The target object detection device, system, program, and method of the present disclosure can be applied to applications such as detecting a person moving inside or outside an elevator or a person moving inside an emergency staircase.

S:物標検知システム
T:物標
1:物標検知装置
2:FMCWレーダ送受信装置
11:ビート信号取得部
12:差分信号算出部
13:移動物標検知部
21:PLL回路
22:発振器
23:分配器
24:増幅器
25:ローパスフィルタ
26:送信アンテナ
27:受信アンテナ
28:増幅器
29:増幅器
30:ミキサ回路
31I、31Q:キャリブレータ
32:A/D変換器
33:位相変調器
131I、131Q:ミキサ回路
132I、132Q:ローパスフィルタ
133I、133Q:デシメータ/インタポレータ
134:周波数変換器
S: Target detection system T: Target 1: Target detection device 2: FMCW radar transmitter/receiver 11: Beat signal acquisition unit 12: Difference signal calculation unit 13: Moving target detection unit 21: PLL circuit 22: Oscillator 23: Distributor 24: Amplifier 25: Low-pass filter 26: Transmitting antenna 27: Receiving antenna 28: Amplifier 29: Amplifier 30: Mixer circuits 31I, 31Q: Calibrator 32: A/D converter 33: Phase modulators 131I, 131Q: Mixer circuit 132I, 132Q: low-pass filters 133I, 133Q: decimator/interpolator 134: frequency converter

Claims (8)

FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得部と、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の時間領域での差分信号を算出する差分信号算出部と、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知部と、を備え
前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期の前記ビート信号間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する
ことを特徴とする物標検知装置。
a beat signal acquisition unit that acquires a beat signal between transmission and reception signals of the FMCW radar;
a difference signal calculation unit that calculates a difference signal in the time domain between the beat signals of different transmission and reception cycles;
detecting the presence of a moving target within a detection distance range when the intensity of the difference signal is equal to or greater than a predetermined signal intensity; and detecting the presence of the moving target within the detection distance range when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity. a moving target detection unit that detects that the moving target does not exist in
The moving target detection unit rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the beat signals of the different transmission and reception cycles have the same beat frequency and different beat phases. Detect presence of target
A target detection device characterized by:
FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得部と、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の時間領域での差分信号を算出する差分信号算出部と、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知部と、を備え
前記移動物標検知部は、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在することを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号を周波数変換し、前記移動物標までの距離である移動物標距離を計測し、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号の周波数変換を中止し、前記移動物標距離の計測を中止する
ことを特徴とする物標検知装置。
a beat signal acquisition unit that acquires a beat signal between transmission and reception signals of the FMCW radar;
a difference signal calculation unit that calculates a difference signal in the time domain between the beat signals of different transmission and reception cycles;
detecting the presence of a moving target within a detection distance range when the intensity of the difference signal is equal to or greater than a predetermined signal intensity; and detecting the presence of the moving target within the detection distance range when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity. a moving target detection unit that detects that the moving target does not exist in
When detecting that the moving target exists within the detection distance range, the moving target detection unit frequency-converts the difference signal or the beat signal to obtain a moving target that is a distance to the moving target. measuring the target distance, and when it is detected that the moving target does not exist within the detection distance range, stopping the frequency conversion of the difference signal or the beat signal, and stopping the measurement of the moving target distance; do
A target detection device characterized by:
前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が同一であるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知し、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動する前記移動物標が存在することを検知する
ことを特徴とする、請求項に記載の物標検知装置。
When the moving target distances in the different transmission/reception cycles are the same, the moving target detection unit detects that a rotating/vibrating target that rotates or vibrates without moving exists within the detection distance range. is detected, and the presence of the moving target moving within the detection distance range is detected when the moving target distances in the different transmission/reception cycles are different. target detection device.
前記移動物標検知部は、前記差分信号又は前記ビート信号に対するサンプリング周波数及び変調周波数を調整し、前記移動物標距離に対する計測分解能及び計測範囲を調整する
ことを特徴とする、請求項又はに記載の物標検知装置。
4. The moving target detection unit adjusts the sampling frequency and modulation frequency for the difference signal or the beat signal, and adjusts the measurement resolution and measurement range for the moving target distance. Target detection device according to.
前記移動物標検知部は、所定距離範囲内に含まれない前記移動物標距離を破棄し出力せず、前記所定距離範囲内に含まれる前記移動物標距離を採用し出力する
ことを特徴とする、請求項からのいずれかに記載の物標検知装置。
The moving target detection unit discards and does not output the moving target distance that is not included within the predetermined distance range, and adopts and outputs the moving target distance that is included within the predetermined distance range. The target detection device according to any one of claims 2 to 4 .
請求項1からのいずれかに記載の物標検知装置と、前記FMCWレーダのレーダ送受信装置と、を備えることを特徴とする物標検知システム。 A target detection system comprising: the target detection device according to any one of claims 1 to 5 ; and a radar transmission/reception device for the FMCW radar. FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の時間領域での差分信号を算出する差分信号算出ステップと、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、
を順にコンピュータに実行させ
前記移動物標検知ステップは、前記異なる送受信周期の前記ビート信号間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する
ことを特徴とする物標検知プログラム。
a beat signal acquisition step of acquiring a beat signal between transmission and reception signals of the FMCW radar;
a difference signal calculation step of calculating a difference signal in the time domain between the beat signals of different transmission and reception cycles;
detecting the presence of a moving target within a detection distance range when the intensity of the difference signal is equal to or greater than a predetermined signal intensity; and detecting the presence of the moving target within the detection distance range when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity. a moving target detection step of detecting that the moving target does not exist in the
are executed by the computer in order ,
In the moving target detecting step, when the beat signals of the different transmission/reception cycles have the same beat frequency and different beat phases, the target rotates or vibrates without moving within the detection distance range. Detect presence of target
A target detection program characterized by :
FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の時間領域での差分信号を算出する差分信号算出ステップと、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、
を順に備え
前記移動物標検知ステップは、前記異なる送受信周期の前記ビート信号間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する
ことを特徴とする物標検知方法。
a beat signal acquisition step of acquiring a beat signal between transmission and reception signals of the FMCW radar;
a difference signal calculation step of calculating a difference signal in the time domain between the beat signals of different transmission and reception cycles;
detecting the presence of a moving target within a detection distance range when the intensity of the difference signal is equal to or greater than a predetermined signal intensity; and detecting the presence of the moving target within the detection distance range when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity. a moving target detection step of detecting that the moving target does not exist in the
are prepared in order ,
In the moving target detecting step, when the beat signals of the different transmission/reception cycles have the same beat frequency and different beat phases, the target rotates or vibrates without moving within the detection distance range. Detect presence of target
A target detection method characterized by:
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